非小细胞肺癌中LncRNA 表达的研究现状

杨思琦 姚 颐 宋启斌

武汉大学人民医院放射肿瘤科，湖北武汉 430060

肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，与肺癌相关的死亡也是世界范围内癌症所导致死亡的最常见原因[1]。肺癌包括小细胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）和非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC），其中，NSCLC 在肺癌患者中最为常见，所占比例超过80%，在2008 年确诊的NSCLC 的发病率约占全球癌症总发病率的12.7%[2]。

在人类基因组测序结果中显示[3]，仅有2%的基因具有编码蛋白质的功能，而剩下的98%的基因转录为RNA，这些RNA 分子具有非常极限或无编码蛋白质功能。根据长度可将其分为在200 nt 以内的小RNA分子和200 nt～100 kb 的长链RNA 分子，其中小RNA 分子又可分为微小RNA 分子和小分子干扰RNA 等。而长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）作为一类不编码蛋白质，是转录长度超过200 nt 的非编码RNA 分子[4]，过去被认为是转录过程中的“暗物质”，目前已被证实其具有调节转录，增殖等多种生物学功能[5]。在NSCLC 发生发展中起着重要的作用，并且可为NSCLC 的诊断和治疗提供新的思路。

1 LncRNA 的特点

1.1 LncRNA 的结构特点

LncRNA 是一种长度大于200 nt 的RNA 分子[6]，其不具有编码蛋白质的作用，仅仅转录为RNA 分子，分布在细胞质和细胞核内，可对细胞内多种生物活动起到调节作用[7]。LncRNA 能够提供多个蛋白质分子的结合位点，并且可与DNA，RNA 分子等通过碱基配对原则相互作用，形成一个具有LncRNA 共同参与的基因表达调控网络[8]。有研究表明[9]，其来源有以下几种可能：①表达为蛋白质的结构基因被破坏；②染色体重排；③在反转录转座的作用下，变成具有编码功能的非编码返座基因和不具有功能的非编码返座假基因；④LncRNA 中邻近的重复序列发生两次串联重复事件；⑤可转座元件的插入。LncRNA 可以分为正义链LncRNA、反义链LncRNA、双向LncRNA，内含子LncRNA 及基因间LncRNA 五类。

LncRNA 分子一级结构保守性低，二级结构保守性高。而且LncRNA 的表达还具有时空特异性，即在同一生物的不同生长阶段，LncRNA 的表达及表达量均具有差异[10]。LncRNA 具有参与表观遗传调控，细胞分化及细胞周期调控的作用。如果其表达或功能出现异常，就会导致癌症、神经退行性疾病等多种疾患[11-12]。

1.2 LncRNA 生物学功能特点

LncRNA 广泛参与生物体内的细胞分化、细胞周期调控、肿瘤的发生和转移、肿瘤血管的生成等过程[13]。尤其是作为信号分子、诱饵分子、引导分子、支架分子在肿瘤的发生发展中起着重要的作用[14]。LncRNA 通过与DNA，RNA 及蛋白质分子之间的相互作用，通过以下机制完成其生物学功能[15]：①结合相关转录因子、抑制RNA 聚合酶Ⅱ、介导染色体重构或组蛋白修饰、影响下游基因的表达；②通过与RNA形成互补双链，直接影响mRNA 加工过程中的剪切、降解及翻译过程；③通过发挥miRNA 的海绵作用，竞争性结合miRNA，间接影响miRNA 下游靶基因mRNA的表达；④通过结合特定蛋白质从而调节相应蛋白的活性或改变蛋白在细胞中的定位；⑤作为结构组分与蛋白质形成核酸蛋白质复合体；⑥作为小分子RNA 的前体分子。LncRNA 的这些生物学功能，将会作为新的治疗靶点，为今后肿瘤疾病诊断和治疗的研究提供新的方向。

2 LncRNA 在NSCLC 中的作用

2.1 LncRNA 在NSCLC 发生发展中的作用

肿瘤的发生发展是多个基因突变累积所导致的结果，而NSCLC 的发生也不例外。癌基因在肿瘤的发展中起着重要的作用。而LncRNA 家族可分为具有致癌作用的LncRNA 和肿瘤抑制LncRNA，常见的致癌LncRNA 家族主要包括肺腺癌转移相关转录子1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）、结肠癌相关转录子2（colon cancer-associated transcript 2，CCAT2）、HOTAIR 及AK126698，这些致癌RNA 分子可以促进细胞的增殖和生长，促进肿瘤细胞迁移到其他正常组织内，从而推动NSCLC 的进展[16]。

2.1.1 MALAT1 MALAT1 是位于染色体11q13，转录物为LncRNA 的基因。其长度大于8000 nt，并且广泛分布于人和小鼠细胞的细胞核内[17]。MALAT1 存在于多种肿瘤组织内，包括乳腺癌、肝癌及肺癌，并在其中呈现高表达的状态。Weber 等[18]研究通过比较45 例NSCLC 患者及25 名正常人外周血中MALAT1 的表达水平，发现在NSCLC 患者外周血中更容易检测到MALAT1，并且MALAT1 在指导NSCLC 的诊断中，具有容易获取、损伤较小的优点。因此该研究建议纳入MALAT1 作为新的NSCLC 的诊断标志物。但MALAT1也具有一些不可忽视的缺点，如MALAT1 作为诊断NSCLC 的新型标志物并不具有较高的敏感性，可能会降低疾病的检出率，因此目前不推荐作为独立的标志物进行诊断[19]，但其可作为其他标志物的协助诊断标志。其次，NSCLC 患者与正常人体组织中MALAT1 含量差别具有显著性，并且MALAT1 明显促进了肿瘤细胞的迁移和侵袭[20]。因此，除了能够辅助诊断NSCLC，MALAT1 还可作为判断患者预后的标志，MALAT1 过表达则可提示患者的预后较差。

2.1.2 CCAT2 CCAT2 由染色体的8q24 区转录而来[21]，是在结肠癌中被发现的一类的LncRNA。已有多项研究表明[22]，8q24 具有高度保守性的区域，并具有单核苷酸多态性位点rs6983276。因具有多态性的rs6983276，其也具有成为新型标志物的潜力。在结肠癌中，CCAT2 具有诱导染色体产生不稳定性的作用[24]，通过增强转录子7 类似物2（TCF7L2）转录活性进而激活Wnt 通路，从而调控Myc 基因的转录[25]。在NSCLC中，也检测到了高表达的CCAT2，类比其在结肠癌中的作用，可以推断，CCAT2 可通过影响染色体的稳定性导致染色体重构，同时CCAT2 对NSCLS 的增殖和迁移起到推动作用[23]。并且，CCAT2 的过表达仅出现在肺腺癌组织中，而与肺鳞癌几乎无关。CCAT2 联合癌胚抗原CEA 可一起作为预测是否存在淋巴结转移的指标[26]。也有研究提示[27]，CCAT2 越高表达，患者的预后越差。

2.1.3 HOTAIR HOTAIR 作为一种新近被发现的Lnc-RNA，属于同源基因盒C 基因簇[28]，其通过重新调整染色体的结构状态，可控制以HOXD10 为代表的多个基因的表达。在多种恶性肿瘤中均可以检测到HOTAIR 的表达，如胃癌、食管鳞癌及肾癌等。已有研究表明[29]，在NSCLC 中，TNM Ⅱ～Ⅲ期患者的HOTAIR较TNM Ⅰ期患者的HOTAIR 明显高表达，因此可以初步推断，NSCLC 的恶性程度越高，HOTAIR 表达水平越高。并且，HOTAIR 的表达程度与肿瘤的大小也有关联。肿瘤直径＜3 cm 的患者HOTAIR 表达水平明显低于肿瘤直径≥3 cm 的患者。可以说明肿瘤直径越大，HOTAIR 表达水平越高。在发现淋巴结转移的NSCLC 患者中，HOTAIR 的表达水平也显著高于无淋巴结转移的患者，该发现也证实了HOTAIR 在肿瘤侵袭转移过程中也具有促进作用[30]。同时，高表达HOTAIR 的患者中位总生存期明显低于低表达HOTAIR的患者[31]。因此，HOTAIR 表达越高，患者的生存期越短，预后越差，也可以将HOTAIR 作为预测NSCLC 患者的预后的指标之一。

2.1.4 AK126698 AK126698 已被发现与NSCLC 患者的顺铂耐药性有关[32]，并且有研究表明[33]，NSCLC患者的AK126698 的表达水平相比于邻近的正常组织明显降低，并且在直径较大的肿瘤组织中以及病理分期处于晚期的肿瘤患者中，AK126698 也均处于低表达水平。但两组淋巴结转移以及肿瘤的分化程度等比较AK126698 表达水平无显著差异。NSCLC 患者的三种细胞系（A549、NCI-H520 和H1299）与正常人支气管上皮组织比较，AK126698 明显低表达，根据以上发现可以推测AK126698 的高表达通过抑制Wnt/β通路从而抑制细胞增殖和迁移，起到促进细胞凋亡的作用[34-35]。因此可推测AK126698 具有抑制肿瘤细胞生长和增殖的作用，可以作为未来对于NSCLC 治疗的靶点，但其抑癌机制有待进一步研究。

2.2 LncRNA 在NSCLC 转移中的作用

肿瘤的转移过程及机制十分复杂，对于疾病的发生发展也具有推动作用，肿瘤的转移过程也被称为肿瘤侵袭-转移级联过程，机制主要包括肿瘤细胞的内渗、外渗与定植。肿瘤的内渗过程主要是肿瘤细胞通过侵入淋巴管及血管，而淋巴管及血管的上皮细胞去分化过程则更有利于肿瘤细胞的侵入。外渗则是指肿瘤细胞从血管及淋巴管中游出，侵入到其他周围组织的过程。该途径涉及到间质上皮的转化过程（epithelial-mesenchymal transition，EMT）[36]，并在外渗后在周围组织形成微小的转移灶。定植是指在外周其他组织中可以检测到肿瘤转移灶的存在，也是肿瘤适应了新的微环境的结果。有研究发现[37]，LncRNA 在转移灶组织内，原发肿瘤组织内，正常组织内的表达量具有显著性差异，除此之外，LncRNA 的表达量与患者总生存率之间也有显著相关性。LncRNA H19 在人NSCLC细胞株A549 及H1299 中处于高表达的状态，并且具有调控细胞增殖和转移的作用[38]。诸多研究结果提示，Lnc-RNA 在NSCLC 的转移过程中发挥着重要作用[39]。

3 总结与展望

肺癌具有较高的发病率和死亡率，是目前威胁人类的重大难题之一。目前NSCLC 的发病机制尚未完全阐明清楚。关于NSCLC 的一些耐药机制也是未知的。但LncRNA 作为一个新的研究方向，可以为NSCLC的诊断和治疗提供新思路，同时可以为预测肿瘤患者的预后提供帮助，也可以作为非侵袭性的筛查手段。另外，LncRNA 对NSCLC 患者的治疗也会起到积极的影响，其作为一些化疗药物敏感性的预测指标，可降低肿瘤耐药性的发生率，为NSCLC 治疗药物的研究提供更多更好的途径。